大气气溶胶对用红外窗区通道遥感陆面温度的影响

分析了大气气溶胶对红外窗区通道辐射传输的影响 ,考察了在用红外窗区通道反演陆面温度中 ,大气温度和湿度廓线没有误差时 ,大气气溶胶的不确定性对反演精度的影响 ,以及大气温度。

基于红外窗区与水汽通道对流云团识别方法研究

卫星观测与辐射传输分析证明,对流云团红外水汽与窗区亮温差(brightness temperature difference,BTD)具有显著特征,利用对流云团BTD红外亮温特征可以识别对流云团。基于对流云团BTD特征建立的全球对流识别系统(global convection diagnostic,GCD)算法通过设立一个BTD单阈值检测对流云团的有无,但是它不能进一步量化对流云团强度。本文利用FY-2GVISSR红外观测数据与CINRAD CAR(CAPPI of reflectivity)雷达观测数据进行对比研究,结果表明:BTD/CAR具有较好线性正相关关系;BTD不仅可以用于识别对流云团的存在,还可以进一步量化对流云团强度;BTD作为对流云团识别因子优于IRW(infrared window)亮温法。基于BTD/CAR相关关系可以实现基于静止卫星红外水汽和窗区观测的对流云团识别与定强。

大气红外窗区(10.5-11.5μm和11.5-12.5μm)辐射传输的敏感性试验

大气窗区卫星红外遥感的辐射资料可应用于地表温度的确定,但必须考虑大气影响。为此,本文利用辐射传输模式和中纬度及青藏高原模式大气,用数值模拟的方法研究了大气和地表状态(大气温、湿廓线、地表温度与高度)的改变对大气顶红外窗区射出辐射的影响以及射出辐射对发射方向(天顶角)依赖关系。主要结论见正文小结。

水汽吸收和下垫面发射率对晴空大气红外窗区遥感影响的综合分析

从数学上探讨了晴空大气红外窗区通道遥感陆面特性水汽吸收和陆面发射率的综合影响。首先,基于辐射传输方程推导出大气水汽含量和陆面发射率(ε)引起红外窗区通道遥感陆面亮温(Tg)变化的数学表达式,指出红外辐射在传输过程中水汽吸收衰减的影响主要是引起大气透过率的变化;分析了在高温高湿和低温干燥等不同地区,红外窗区通道的大气透过率所受到的不同程度的衰减,以及水汽吸收衰减和陆面发射率对不同的红外窗区通道的影响。此外,还建立了一个红外窗区通道遥感陆面温度与地面亮温差ΔT=(Ts-Tg,imax)与水汽含量变化Δq和陆面发射率ε的二元多项式拟合方程,进一步分析大气水汽含量和陆面发射率对不同的红外窗区通道遥感的影响;指出红外短波窗区通道不但受太阳辐射污染严重,而且受陆面发射率变化的影响激烈,特别是在寒冷干燥的亚北极冬季。最后强调,为了精确地反演陆面温度,最好采用热红外窗区通道;必须考虑大气订正,特别是在高温高湿区;同时应该考虑陆面发射率等因子的作用。

基于卫星红外窗区数据的云顶高度反演方法

云顶高度是云最基本且十分重要的参数,同时也是研究空域容量、航线高度配备和天气预测预警等的重要参数。简单描述了基于卫星资料反演云顶高度的主要方法的原理和优缺点,然后介绍了单红外窗区法、太阳光反射率--红外窗区法、H_(2)O-红外窗区法和红外分裂窗查算表算法的原理和优缺点,并对相关卫星的业务算法进行了简要评述。接着对单红外窗区法反演对流云云顶高度进行了检验。结果表明,单红外窗区法反演不透明厚云的精度和相关性都很高。最后分析了影响各方法精度的原因,并对后续云顶高度反演方法进行了展望。

基于卫星红外窗亮温探测上冲云顶

上冲云顶是卷云砧上的穹顶状突起,表示存在强对流切变和强烈上升气流,是强雷暴的重要指示者。伴随上冲云顶的雷暴经常产生灾害性天气,如航空湍流、强降雨、冰雹、破坏性的风和龙卷等。本文以2010年9月6日发生在安徽北部地区的一次特大暴雨过程为例,用卫星红外窗区通道观测亮温探测上冲云顶,并将高时空分辨率的局地分析预报系统(LAPS)的中尺度分析场资料与用红外窗方法探测到的上冲云顶进行定性比较,结果表明造成此次强降雨过程的对流系统即为一个伴随上冲云顶的强雷暴系统,LAPS中尺度分析场资料客观地验证了上冲云顶的存在。

利用静止气象卫星红外窗区资料反演海面温度

气象卫星通过遥感海洋表面辐射值，经反演可以得到海面温度，本文从计算原理、计算过程等方面介绍了如何利用静止气象卫星资料反演海洋温度。

北京红外窗区大气透过率观测

文章总结１９９０—１９９５年对红外窗区大气透过率的观测结果。以实测整层大气透过率与理论模拟计算透过率（用ＬＯＷＴＲＡＮ５计算）作了对比。，并对大气中的水汽、微量气体和大气污染物对透过率的影响作了初步分析。

红外光学窗口和罩材料的最新进展

概述了红外光学窗口和罩材料研究的最新进展。主要论述了对红外窗口和罩材料的新要求;耐高温红外材料,特别是镁铝尖晶石、兰宝石、氧化钇、镧增强氧化钇及ALON的研究动态;给出了上述材料常温及高温时的光学、物理化学及机械性质。

高功率CO_2激光器高反膜红外耦合窗热形变的半解析方法的研究

为了有效地解决高功率CO2 激光器高反膜红外耦合窗吸收谐振腔内激光能量产生热效应问题 ,通过对红外耦合窗镀膜参数和工作特性分析 ,建立了红外耦合窗热模型。基于热传导方程和边界条件 ,利用半解析热分析方法得出当CO2 激光器具有理想的TEMoo模式输出时红外耦合窗的温度场和热形变的计算表达式 ,同时对影响红外耦合窗温度场分布的各种因素进行了讨论。研究结果与以往将谐振腔内振荡激光做均匀光强处理作了对比 ,不仅热模型更符合激光器系统 ,而且计算出温度场分布也更加准确。研究方法和结论还可以应用到其它具有轴对称性激光束模式产生的温度场。

光致导电FSS用于红外光学窗的仿真与实验

提出将光致导电FSS用于红外光学窗,利用其光照导电特性改变FSS导电区域尺寸,实现带通频段的调控。以方孔型FSS为例进行仿真,结构尺寸变化前后中心谐振频率分别为13.2、14 GHz。采用镀膜及光刻工艺按设计参数在蓝宝石基底上制备光致导电FSS并测试,结果显示:配比为CdS∶CdSe(1∶1~5∶1)、掺杂Cl^-∶In^(3+)∶Cu^(2+)(3.6∶2.6∶1.3)的光致导电膜对600 nm的可见光敏感度最高;平均光功率200 mW/cm^2的光照射前后中心频率从13.1变为14.2 GHz;该样件与只有金属FSS的蓝宝石样件相比,红外透过率降低约4%,与FSS表面占有率对红外透过影响计算结果一致。证明了光致导电FSS用于红外光学窗的可行性。

基于聚合物胆甾相稳定液晶的红外调节智能窗研究进展

基于聚合物稳定液晶的红外调节智能窗对室内空间的能源消耗有着重大影响,在建筑以及汽车等领域有着良好的应用前景.文中综述了基于聚合物稳定液晶的红外调节智能窗的研究进展,包括动态和静态2种红外调节智能窗系统.针对静态智能窗系统,主要从对材料对红外光的吸收和反射进行对比和讨论;针对动态智能窗,主要探讨基于电响应和热响应的动态调控机理和进展.

激光光声法测量红外光窗材料吸收系数的研究

本文介绍了以环形压电陶瓷片作换能器，利用激光光声技术测量红外光窗材料光学吸收系数的原理和方法。并用这种方法测量了几种红外光窗材料的吸收系数．实验表明：激光光声法比激光量热法简单快捷、数据可靠。这在光窗片的生产测试中有其实用价值。

潜望设备红外锗窗的温度控制方法

提出了潜望镜红外锗窗温度控制的方法 ,以避免窗口的结冰或结雾 ,重点分析了锗窗加热后的温度效应 。

TEM01*模式输出高功率CO2激光器红外耦合窗热形变半解析方法

为解决高功率CO2激光器高反膜红外耦合窗吸收谐振腔内激光能量产生热效应问题,通过对红外耦合窗镀膜参数和工作特性分析,建立了红外耦合窗的热模型.对热传导方程及其边界条件利用半解析热分析方法得出TEM01*(TEM01+TEM10)模式的CO2激光器红外耦合窗的温度场和热形变计算式,并且对影响红外耦合窗内温度分布的因素进行分析和讨论,发现热模型更符合实际激光器系统,而且TEM01*(TEM01+TEM10)模式在工业领域的应用很广泛,因此对此模式的研究具有重要的实际意义.

红外长窗区大气透过率的测量

本文简要地介绍了卫星气象中心红外长窗区大气透过率测量的实验装置、数据处理方法。处理了10.3—11.3μ,10.5—12.5μ,11.5—12.5μ3个气象卫星遥感仪器通道的大气透过率数握,并对处理结果进行了初步分析。对测量误差进行了初步估计,其透过率的均方根误差大约为1％。

红外长窗区的大气透过率

本文介绍用LOWTRAN 6计算红外长窗区的大气透过率,并与观测结果进行对比,符合情况良好。

利用分裂窗通道比辐射率遥感判识沙尘气溶胶研究

在沙尘气溶胶辐射强迫的影响下,卫星传感器在分裂窗通道观测到的地表比辐射率信息会发生变化。首先从微观角度阐述了沙尘气溶胶在11和12μm通道处的消光特性以及它们对比辐射率的影响;其次,以2011年4月29日内蒙古北部地区一次强沙尘天气为例,分析了研究区域内的比辐射率变化特征,并在此基础上提出了一种利用分裂窗通道比辐射率遥感判识沙尘气溶胶的方法;最后,利用国家气象卫星中心对外提供的沙尘日监测产品对沙尘气溶胶识别结果进行了验证和分析。结果表明:在假设12μm比辐射率为1的条件下,利用11μm相对比辐射率不但能够有效的把沙尘覆盖区域识别出来,而且11μm相对比辐射率在一定程度上也反映了沙尘的强度信息。

基于卫星红外遥感的云顶高度反演算法综述

针对近年来利用卫星可见和红外波段遥感数据反演云顶高度的算法,对国内外研究进展和存在的问题进行综述。首先,主要介绍以红外窗区和CO_2吸收技术为主的红外波段反演算法;在此基础上,进一步介绍目前相关国家和地区的业务算法,对这些方法在实际应用中的优缺点予以评述,提出针对中国地区云顶高度反演的解决方案。将来,有发展前途的方法为基于红外分裂窗的查算表法,利用静止卫星的分裂窗数据及极轨卫星云廓线雷达数据,建立基于分裂窗亮温差和11μm通道亮温的云顶高度查算表,根据分裂窗亮温差和11μm亮温查表得到云顶高度。